практикум №9

Программы парного выравнивания, Jalview

Парное выравнивание белковых последовательностей


2. Глобальное парное выравнивание гомологичных белков

Таблица 1
Protein Name ID 1 ID 2 Score % Identity % Similarity Gaps Indels
Epoxyqueuosine reductase QUEG_ECOLI QUEG_BACSU 457.0 26.1 44.9 85 13
Mannonate dehydratase UXUA_ECOLI UXUA__BACSU 609.0 35.5 52.2 63 13
tRNA-specific adenosine deaminase TADA_ECOLI TADA_BACSU 332.5 41.9 61.1 6 2

3. Локальное парное выравнивание гомологичных белков

Таблица 2
Protein Name ID 1 ID 2 Score % Identity % Similarity Gaps Indels Coverage 1 Coverage 2
Epoxyqueuosine reductase QUEG_ECOLI QUEG_BACSU 465.0 27.3 46.9 71 11 97,9 96,4
Mannonate dehydratase UXUA_ECOLI UXUA__BACSU 613.5 37.0 54.3 46 11 97,5 96,1
tRNA-specific adenosine deaminase TADA_ECOLI TADA_BACSU 337.0 44.4 64.1 0 0 91,6 93,2

4. Выравнивание неродственных белков

Таблица 3
Alignment algorithm ID 1 ID2 Score % Identity % Similarity Gaps Indels Coverage 1 Coverage 2
needle SYN_ECOLI PURU_BACSU 65.0 13.5 23.4 258 19 -
water 67.0 19.4 33.8 98 16 64,4 98,0

Выравнивание неродственных белков в силу их разной длины влечет за собой отличающиеся покрытия. Высокая степень покрытия белка puru_bacsu обусловлена его меньшей длиной (длина всего выравнивания составляет 346 амк, отсюда высокое покрытие короткого белка). Для выравнивания неродственных белков характерен низкий вес (score) и обилие гэпов (50,4% в глобальном выравнивании). При использовании алгоритма локального выравнивания сопоставленными оказываются небольшие фрагменты (что также видно по большому числу инделей), выровненными оказываются лишь 117 амк (33,8%), что дает низкий вес выравнивания.

5. Множественное выравнивание белков и импорт в Jalview

(а) Выбранная мнемоника - uxua, фермент маннонат дегидротаза (мannonate dehydratase). По запросу данной мнемоники нашлось 126 записей в Swiss-Prot, в том числе записи с мнемониками uxua1 и uxua2 для трех организмов, которые, вероятно, являются изоформами для данных бактерий. Для множественного выравнивания были выбраны белки, описанные для Brucella canis (UXUA_BRUC2), Yersinia pestis (UXUA_YERPE), Streptococcus pneumoniae (UXUA_STRP7), Cronobacter sakazakii (UXUA_CROS8), Streptococcus lactis (UXUA_LACLA).

(б) Построение множественного выравнивания проводилось с помощью алгоритма muscle на kodomo.

(в) проект Jalview

(г) Все семь белков являются гомологичными, поскольку выравнивание имеет большое количество консервативных участков. Однако сразу бросается в глаза индель в шести из семи последовательностях на участке 57-61. Вероятно, в этом месте у п-ти uxua_bruc2 произошла вставка. Также длинные индели на участках 160-188 и 353-361 наблюдаются у п-тей uxua_lacla, uxua_strp7 и uxua_bacsu, что свидетельствует о большей степени сходства между ними по сравнению с остальными белками выборки. Судя по выравниванию, оставшиеся четыре последовательности также имеют признаки гомологии между собой: наблюдаются короткие индели на одинаковых участках. Консервативные позиции, длиннее одной аминокислоты: 6-7, 70-71, 77-79, 108-113, 116-117, 189-191, 243-248, 253-256, 283-284, 366-368, 381-383.

Команды и скрипты для практикума 9